Estados de la materia, sistemas y métodos de separación de mezclas

Características Macroscópicas de los Estados de la Materia

Estado Sólido

• Tiene forma propia.
• Tiene volumen propio.
• No se puede comprimir.

Estado Líquido

• No tiene forma propia (se adapta al recipiente en el que está).
• Tiene volumen propio.
• Se comprimen más que los sólidos.

Estado Gaseoso

• No tiene forma propia (se adapta al recipiente en el que está).
• No tiene volumen propio (ocupa todo el recipiente que lo contiene).
• Son muy comprensibles.

Modelo Discontinuo de la Materia

Modelo: Es una construcción humana que busca explicar de forma sencilla la realidad, que es compleja.

• El modelo no es una representación exacta de la realidad.
• No todos los modelos tienen representación física.
• Pueden ser rechazados por la comunidad científica y reemplazados por otros.

La materia: está formada por partículas submicroscópicas rodeadas de espacio vacío.

Discontinuo: Significa que las partículas están rodeadas de vacío.

Representación de los Cambios de los Estados Mediante el Modelo de Partículas

• Fusión: De sólido a líquido.
• Solidificación: De líquido a sólido.
• Vaporización: De líquido a gaseoso.
• Condensación: De gaseoso a líquido.

Sistemas

Sistema: Porción de materia que se separa del resto mediante límites reales o imaginarios para facilitar su estudio.

Materia: Todo lo que tiene masa y volumen.

Ambiente: Todo lo que rodea al sistema.

Clasificación de Sistemas, Según su Intercambio de Materia y/o Energía

• Sistema abierto: Intercambian materia y energía con el ambiente. (Ejemplo: Vaso de agua).
• Sistema cerrado: Intercambian solo energía con el ambiente. (Ejemplo: Carne al vacío).
• Sistema aislado: No intercambian ni energía ni materia con el ambiente. (Ejemplo: Agua caliente en un termo cerrado).

Clasificación de los Sistemas Según el Número de Fases Presentes

• Sistema homogéneo: Presentan una sola fase.
• Sistema heterogéneo: Presentan más de una fase.

¿Qué es una fase? Las fases son las diferentes zonas que se distinguen en un sistema.

Sistema Heterogéneo

Formado por más de una fase.

Métodos de Separación de Fases

Tamización

Para sistemas formados por dos fases sólidas granuladas, de diferente tamaño.

• Material: Tamiz.
• Procedimiento: Retener los gránulos más grandes y dejar pasar los gránulos de la fase sólida pulverizada.
• Ejemplo: Arena y piedra.

Decantación

Para sistemas formados por dos fases líquidas, no miscibles.

• Procedimiento: Al abrir la llave, saldrá la fase de mayor densidad. La llave debe cerrarse en el límite con la otra fase.
• Ejemplo: Aceite y agua.

Sedimentación

Para sistemas formados por una fase sólida pulverizada, que se encuentra en suspensión en una fase líquida.

• Procedimiento: La fase sólida, al ser más densa que la fase líquida, se irá depositando en el fondo del recipiente.

Filtración

Para sistemas con una fase sólida pulverizada en suspensión en una fase líquida.

• Procedimiento: La fase líquida pasa a través de la fase sólida.
• Ejemplo: Azufre y agua.

Centrifugación

Para sistemas formados por una fase líquida y una fase sólida en suspensión.

• Materiales: Centrífuga.
• Procedimiento: Se utiliza una centrífuga que acelera el proceso de sedimentación, mediante un movimiento de rotación.
• Ejemplo: Tiza rallada y agua.

Imantación

Para sistemas formados por dos fases sólidas, una de ellas con propiedades magnéticas.

• Materiales: Imán.
• Procedimiento: Se logra separar las fases utilizando un imán.
• Ejemplo: Limaduras de hierro y arena.

Sublimación

Para sistemas sólidos en los que una de las fases puede sublimar (cambio de estado de sólido a vapor).

• Procedimiento: Pasar de sólido a vapor, con la adición de calor al sistema.
• Ejemplo: Naftalina y arena.

Disolución

Para sistemas sólidos, en los que uno de ellos se puede disolver en algún solvente.

• Procedimiento: Disolver el sólido soluble y luego separar el otro mediante filtración.
• Ejemplo: Piedra y sal (solvente: agua).

Solución

Es un sistema homogéneo formado por 2 o más componentes (se puede fraccionar).

Componentes de una Solución

• Soluto: Es el componente que se encuentra en menor proporción, pueden ser más de uno.
• Solvente: Es el componente que se encuentra en mayor proporción.

Disolver: Mezclar los componentes para formar una solución (ejemplo: sal disuelta en agua).

Diluir: Agregar solvente a una solución para obtener otra solución (ejemplo: agregar más agua a la disolución de sal en agua).

Métodos de Fraccionamiento

• Cromatografía en papel.
• Destilación simple.

Sustancia

Llamamos sustancia a cada componente de un cuerpo (no se pueden fraccionar).

Termólisis: Método de descomposición por acción del calor.

Electrólisis: Método de descomposición por medio de la electricidad.

Modelos Atómicos

Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr.

Átomo

Es la menor porción de materia que participa en una reacción química.

1. Núcleo: Protones (p+) y neutrones (n-). A los dos se les llama nucleones.
2. Periferia: Electrones (e-).

• Carga neutra: Protones = Electrones.
• La materia está constituida por átomos y moléculas.

Número másico (A): Protones + neutrones que hay en el átomo.

Número atómico (Z): Protones que hay en el átomo.

Nº másico - nº atómico = neutrones

Protones = Electrones

Isótopos: Átomos de un mismo elemento que tienen igual Z y diferente A.

Los Primeros 20 Elementos de la Tabla Periódica

• Hidrógeno - H
• Helio - He
• Litio - Li
• Berilio - Be
• Boro - B
• Carbono - C
• Nitrógeno - N
• Oxígeno - O
• Flúor - F
• Neón - Ne
• Sodio - Na
• Magnesio - Mg
• Aluminio - Al
• Silicio - Si
• Fósforo - P
• Azufre - S
• Cloro - Cl
• Argón - Ar
• Potasio - K
• Calcio - Ca